Квазари, гама-лъчи и клъстери на галактики: как се изучават най-отдалечените космически обекти

Квазари

Първият квазар, 3C 48, е открит в края на 50-те години на миналия век от Алън Сандидж и Томас Матюс.

През 1963 г. са известни 5 квазара.Новият тип обекти беше обединен от някои аномални свойства, които в същото времеМоментите не могат да бъдат обяснени.

Те излъчват големи количества широкоспектърна радиация, но по-голямата част от нея не е оптически откриваема, въпреки че в някои случаи е възможно да се идентифицира слаб и точков обект, подобен на далечна звезда.

Спектрални линии, които идентифициратхимическите елементи, които изграждат обекта, също бяха изключително странни и не се поддаваха на разлагане в спектрите на всички елементи, известни по това време и техните различни йонизирани състояния.

Най-отдалечените квазари, поради гигантската си светимост, надвишаваща яркостта на обикновените галактики стотици пъти, се записват с радиотелескопи на разстояние повече от 12 милиарда осветления. години.

Най-отдалеченият рентгенов квазар откритSRG и потвърдено от учени от KFU, е при z = 4.23. Статия за изследването на първата група далечни квазари SRH на телескопа RTT-150 наскоро беше публикувана във водещата научна публикация „Писма до астрономически вестник”.

Досега са открити не повече от 1000 далечни квазара.Последният, J0313-1806, е открит при червено отместване от 7,6.Преди няколко години той беше включен в списъка на кандидатите, според няколко големи рецензии.И сега го потвърдиха.

Маса - 1,6 милиарда слънчеви.Светлината от него отиде при нас в продължение на 13,1 милиарда години. Това означава, че имаме снимка на обект, който е съществувал само 670 милиона години след Големия взрив. Оказва се, че това е и най-младият квазар, познат ни. Активно формиране на звезди е наблюдавано в родната му галактика.

Гама-лъчи

От космологичната природа на гама-лъчите става ясно, че те трябва да имат огромна енергия. Освен това тази енергия се освобождава за много кратко време.

Наличието на релативистки струи означава, че виждаме малка част от всички изблици, възникващи във Вселената. Честотата им се изчислява от порядъка на един взрив на галактика на всеки 100 000 години.

Събитията, които генерират изблици на гама-лъчи, са толкова мощни, че понякога могат да се наблюдават с невъоръжено око, въпреки че се случват на милиарди светлинни години от Земята.

Механизмът, чрез който толкова много енергия се освобождава в такова малко количество за толкова кратко време, е все ощеНай-вероятно е да бъде различно в случай на кратки и дълги изблици на гама-лъчи.Към днешна дата има два основни подтипа на кърменето:дългоИкъс, които имат значителни разлики в спектрите и наблюдателните прояви.

Например, дългите GRB понякога са придружени от експлозия на свръхнова, докато късите никога. Съществуват и два основни модела за обяснение на тези два вида катаклизми.

Тези събития се случват в далечни галактики начервено преместване от две на четири или повече. За сто секунди се отделя колосално количество енергия. Според работната хипотеза това са изблици на хипернови звезди с маса хиляда или повече слънчеви звезди. В нашата Галактика няма такива масивни звезди. Изблиците на по-малки звезди, 10-30 слънчеви маси, се наричат ​​супернови. Над хиляда години човешка история експлозии на свръхнова се случват в нашата Галактика само няколко пъти. А съвременните орбитални телескопи регистрират изблици на гама-лъчи почти всеки ден. Също така наблюдавахме оптичното последствие от тези събития в продължение на около десет години с помощта на телескопа RTT-150 и публикувахме около сто астрономически телеграми заедно с руски учени от IKI RAS и турски колеги.

Илфан Бикмаев, професор, Казански федерален университет

Клъстер от галактики

Интересна информация за междугалактическия газ в галактическите купове е предоставена от радионаблюдения в диапазона на дължината на вълната на метъра.Те показаха наличието на радиоизточници с неправилна форма в галактическите купове с компактна "глава" и дълга "опашка".

Тези данни са лесни за интерпретиране, ако приемем, че радиоизточникът, облак от релативистични електрони, излъчвани от синхротронния механизъм в магнитно поле, се движи спрямо междугалактическия газ.

Наличието на скорост кара фронталното налягане да компресира радиоизточника от едната страна ("главата"), а намаляването на налягането от другата страна води доВ централната част на богатите светлинни галактики често има мощни радиогалактики, чието излъчване е особено интензивно в диапазона на дължината на вълната на метъра.

В диапазона от сантиметри излъчването на радио галактиките е много слабо. Тук обаче може да се прояви излъчването на компактни радиоизточници в ядрата на галактиките.

В клъстера между галактиките има газзатоплени до един до два милиона градуса. Той излъчва в рентгенови лъчи и е достъпен за наблюдение от Spectrom-RG. Откъде идва този газ, все още не е известно. Може би идва от галактики, когато там избухват свръхнови, което се потвърждава от железни линии в рентгеновия спектър на междугалактическия газ. Този тежък елемент се натрупва дълго време в недрата на звездите.

Илфан Бикмаев, професор, Казански федерален университет

Според астрономически наблюдения и теоретични изчисления видимата материя – т.е. звезди, газ и прах – е само няколко процента от масата на Вселената.Една четвърт е тъмна материя, а останалата част, почти седемдесет процента, принадлежи наОще по-загадъчна субстанция: тъмната енергия.

За да разрешат тези мистерии, учените се придвижват все повече и повече в пространството-времето, до изходната точка, от която всичко е започнало.

Най-отдалечената галактика

Учени откриха галактиката GN-z11:това е най-отдалеченият обект в космоса. Както откритието показва, съвременните техники за наблюдение позволяват надеждно записване на спектралните линии дори на толкова редки в космоса елементи като кислород и въглерод в една изключително ранна галактика.

Това е важно, защото като се има предвид таковазаписваме далечни обекти, ние се потапяме в далечното минало на Вселената и я виждаме такава, каквато е била в ранната си младост. И така, в случая с GN-z11, ние наблюдаваме светлина от нашата Вселена, когато тя е била на 420 милиона години – тоест по-малко от 5% от настоящата й възраст. 

Оказа се, че още в тази ранна ераимаше млади, но доста масивни галактики, състоящи се от няколко милиона звезди. Задачата за намиране на още по-млади (и, ако имате късмет, най-младите във Вселената) галактики ще падне върху плещите на телескопа Джеймс Уеб, за което ще говорим по-късно.

Как се изучават най-отдалечените обекти?

  • ЧАЙМ

През 2020 г. канадскиятРадиотелескопът CHIME, който заедно с американския радиотелескоп STARE2 установиха точния произход на изблика FRB 200428 - идва от вече известния магнетар, който се намира в нашия Млечен път.

Това откритие ще позволи не само по-добро проучванеструктурата на тази удивителна подгрупа от неутронни звезди, но също така и за намиране на магнетари, които все още не са открити - днес астрономите познават само около 30 такива обекта.

  • Спектър-RG

Лансиран в средата на 2019 г., флагманътОбсерваторията на руската и немската астрономия Spektr-RG завърши първото в средата на юни, а второто изследване на небето в твърдия рентгенов диапазон в средата на декември.

Данните за всяко ново проучване се добавят къмпредишни и ви позволяват да виждате все по-тъмни обекти. Общо след стартирането си обсерваторията е открила повече от хиляда нови източници на рентгеново лъчение, почти удвоявайки общия им брой.

  • Вояджър 2

През 1977 г. заминава на пътуване в чужбинапланети от слънчевата система. Вояджър 2, известен още като Маринър 12. Космическият кораб изследва 4 планети и стана единственото човешко устройство, посетило Нептун и Уран - оттогава никой не е успял да достигне до тези планети.

Той не се насочва към конкретна звезда, но трябва да лети на около 4 светлинни години от Сириус.

  • Нови хоризонти

New Horizons е единственият отдалечен космически кораб, изстрелян през 2006 г., в орбита около Плутон през 2015 г. и MU69 в началото на 2019 г.

В момента (февруари 2021.) е приблизително 50 AU. от земята. Космическият кораб New Horizons напусна гравитационното поле на Земята с най-високата скорост в историята и стана най-бързо движещото се изкуствено тяло около Земята.

Прочетете още:

Естествено радиоизлъчване, открито в атмосферата на Венера

Учените показаха как черна дупка разкъсва звезда

Физиците са създали аналог на черна дупка и са потвърдили теорията на Хокинг. Къде води?